JP4044875B2 - 鋼管杭圧入引抜機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は既設の鋼管杭上に定置して、該鋼管杭の反力に基づいてオーガを併用して新たな鋼管杭を地盤内に圧入,引抜する装置における該オーガの回転反力を支持する機構を設けた鋼管杭圧入引抜機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、各種の土木基礎工事において、鋼管矢板は大きな支持力が得られるとともに経済性に優れているため、永久構造物の外にも護岸工事及び山留め工事、締切り工事等の仮設工事の支持杭として広く採用されている。従来からこれらの鋼管杭の地盤への圧入,引抜工事は、例えば上空制限のない場所ではバイブロハンマとかディーゼルハンマもしくは中堀式などの工法や、静荷重型鋼管杭圧入機が用いられており、また、上空制限のある場所では主として静荷重型鋼管杭圧入引抜機が採用されている。
【0003】
この静荷重型鋼管杭圧入引抜機としては、特許文献1に示されているように、既設の鋼管杭上に定置された台座の下方に複数の反力掴み装置(クランプ)を設けて、この反力掴み装置により既設杭をクランプすることによって反力を取っており、杭掴み装置によりチャックした鋼管杭を杭圧入シリンダにより地中に圧入している。この杭掴み装置自体も本体に対して旋回可能となっており、反力掴み装置は台座の下面にあって左右方向及び前後方向に摺動自在に設けてある。これはカーブ施工において建込み杭の進行方向法線に対するクランプ装置の左右方向への「ずれ」に対する位置合わせと、反力掴み装置が既設杭に圧接する際に発生するクリアランス分の移動をスムーズに行わせるための機構を構成している。
【0004】
一方、地盤の状態によっては杭圧入シリンダだけでは鋼管杭を地中に圧入することが困難であったり、鋼管杭が変形するケースもあるため、圧入する鋼管杭の中に挿通させたオーガの回動を併用して地盤を掘削する装置も用いられている。例えば特許文献2には、杭内部にオーガスクリューを挿通し、該オーガスクリューを回動させて杭圧入に先行して該オーガスクリューを所定長さだけ地中に掘進させ、その後オーガスクリューの先行部分を地中に拡張して一時的にアンカーさせ、次いで該オーガスクリューの反力を利用して杭を地中に圧入し、その後拡張したオーガスクリューを再び掘進させるようにした鋼管杭の圧入方法と装置例が記載されている。
【0005】
【特許文献1】
実公平6−21962号公報
【特許文献2】
特開昭63−184614号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のオーガを併用した鋼管杭圧入引抜機は、オーガの回転トルクを得る際に発生する反力を杭掴み装置によって受けていたため、該オーガの反力に限界が生じてしまい、大きな回転トルクを得ることができないケースが生じるという課題がある。
【0007】
即ち、杭掴み装置自体も本体に対して旋回可能となっているため、オーガの反力の大きさは該杭掴み装置の旋回トルク以下に限定されてしまい、この旋回トルク以上の力でオーガスクリューを回動させようとすると、鋼管杭のチャックが回転し打設する鋼管矢板の施工位置精度を保持できなかったり、最悪の場合には杭圧入引抜機本体が破損する危険性が生じる。
【0008】
これに対して、圧入引抜機自体を大型化することによってある程度オーガの反力を高めることが可能であるが、建設現場への圧入引抜機本体の搬入に大型のクレーンを用いたり、該圧入引抜機本体を分割して搬入してから現場で組み立てる作業が必要となり、大きな現場スペースが要求されるとともに作業の煩雑化と効率低下を招来し、施工計画がスムーズに進行しないケースが生じるという問題がある。
【0009】
そこで本発明はこのようなオーガを併用した従来の鋼管杭圧入引抜機が有している課題を解消して、該オーガの回転反力を支持する機構を設けたことによって圧入引抜機自体を大型化することなくオーガの回転トルクを高めることができて、作業の簡易化と効率アップをはかった鋼管杭圧入引抜機を提供することを目的とするものである。
【0010】
【問題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置し、このチャックを杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームに回動自在に保持させるとともに、該チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行ってから前記チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定することによりオーガの回転反力を支持する鋼管杭圧入引抜機を提供する。
【0011】
具体的には鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置し、このチャックの上面にチャック旋回用のリングギヤを固定し、ガイドフレーム側に支持された油圧モータの回転トルクをピニオンギヤ、アイドルギヤ、チャック旋回用のピニオンギヤを介してリングギヤに伝達してチャックを旋回駆動させるとともに、前記チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行う。
【0012】
かかる本発明によれば、建込用の鋼管杭を地盤に圧入する際には反力掴み装置を用いて既設の鋼管杭をクランプしてから杭掴み装置のチャック爪により鋼管杭の外周をチャックし、杭圧入引抜シリンダを駆動して地盤への圧入を行う。同時に地盤の状態に応じて鋼管杭の内方に配備されたオーガモータを起動することによりオーガスクリューを回転させ、オーガスクリューを併用して地盤を継続的に掘削する。そして杭掴み装置と一体に構成されているチャックフレームと鋼管杭の外側面に回転自在に配置されたチャックをロックピンにより固定することによってオーガの回転反力を支持することができる。
【0013】
コーナ部等において鋼管杭を曲線的に圧入する場合には、チャックフレームに突設されたフランジ部の位置を変更してピン挿通孔にチャックのピン挿通孔を合わせてロックピンを挿入固定する。更にロックピンの挿入固定位置を微調整することによってチャックを進行方向に対して所定角度変化させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明にかかる鋼管杭圧入引抜機の具体的な実施形態を説明する。図1は本発明を適用した鋼管杭の圧入引抜機本体1を全体的に示す側面図、図2は同平面図、図3は同正面図であり、2は台座、3は台座2の下部に配設されて既設の鋼管杭をクランプする反力掴み装置である。Fは圧入引抜機本体1の進行方向を示している。
【0015】
台座2上には圧入引抜機本体1の進行方向に沿って摺動自在にスライドベース4が配備されており、このスライドベース4上には支持アーム5が縦軸を中心として回動自在に軸支され、この支持アーム5の前部に設けた軸受部6aを中心として回動可能なガイドフレーム6が立設されている。このガイドフレーム6は、一端が支持アーム5に軸支された傾動シリンダ7の伸縮によって軸受部6aを中心として傾動可能となっている。
【0016】
上記ガイドフレーム6には昇降体8が昇降自在に装着されている。該昇降体8の両側には左右一対の杭圧入引抜シリンダ9,9が取り付けられていて、この杭圧入引抜シリンダ9,9の一端が前記軸受部6aに軸支されており、昇降体8を上下駆動するように構成されている。
【0017】
昇降体8の下方には、杭掴み装置10が該昇降体8に対して旋回自在に配備されている。この杭掴み装置10の内壁面には2個の固定側チャック爪10a,10aと、該固定側チャック爪10a,10aと対向する位置に2個の可動側チャック爪10b,10bとが配置されていて、杭掴み装置10に内蔵されたチャックシリンダの押圧力により可動側チャック爪10b,10bを用いて建込用の鋼管杭11の外周を円筒方向から固定側チャック爪10a,10a方向に押動して該鋼管杭を4方向からチャックし、地盤への圧入と引抜を行う。
【0018】
上記鋼管杭11の内方には、クランプ12により回動が防止されたオーガモータ13が配備されており、このオーガモータ13の出力軸13aにオーガスクリュー14が固定されていて、鋼管杭11の内壁面に沿って該オーガスクリュー14が下方に延伸している。矢印Aはオーガスクリュー14の回転方向を示している。
【0019】
図4,図5によりオーガの回転反力を支持する機構について説明すると、21は鋼管杭11の外側面に回転自在に配置されたチャックであり、このチャック21の上面にはチャック旋回用のリングギヤ22が固定されている。23はチャックフレームであり、このチャックフレーム23は前記杭掴み装置10と一体に構成されている。そして前記チャック21はチャックフレーム23に回動自在に保持されている。24はチャック21とチャックフレーム23を固定するロックピンである。
【0020】
25はガイドフレーム6側に支持された油圧モータ、26は油圧モータ25の出力軸に固定されたピニオンギヤ、27は該ピニオンギヤ26と噛合するアイドルギヤ、28はアイドルギヤ27と噛合するチャック旋回用のピニオンギヤであり、このピニオンギヤ28が前記リングギヤ22に噛合して該リングギヤ22を介してチャック21を旋回駆動させることが可能となっている。図6はオーガの回転反力を支持する機構部を拡大して示す平面図、図7は同側面図、図8は要部を拡大して示す側断面図であり、図6のA−O−B断面図を示している。図8に示したようにチャック21には固定側チャック爪10aが連結されており、この固定側チャック爪10aが鋼管杭11の外表面に当接してチャックしている。図9はロックピン24の形状例を示しており、該ロックピン24の一端には操作用リング24aが螺合固定されている。
【0021】
図10は前記チャックフレーム23とチャック21をロックピン24を用いて固定した状態を示す要部平面図である。このチャックフレーム23には、圧入引抜機本体1の進行方向Fを中心として3個のフランジ部30a,30b,30cが突設されており、各フランジ部30a,30b,30cには夫々3個のピン挿通孔31,31が開口されている。チャック21には図8に示したように1個のピン挿通孔32が開口されていて、前記フランジ部30a,30b,30cのピン挿通孔31,31の何れかとチャック21のピン挿通孔32にロックピン24が挿入固定される。
【0022】
上記の例ではチャックフレーム23に3個のフランジ部30a,30b,30cが突設されており、各フランジ部30a,30b,30cには夫々3個のピン挿通孔31,31が開口されているが、3個という数値は限定されるものではなく、チャックフレーム23に圧入引抜機本体1の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設することができる。
【0023】
かかる構成によれば、建込用の鋼管杭11を地盤に圧入する際の基本操作として、先ず反力掴み装置3内のクランプシリンダを用いて既設の鋼管杭11a(図1参照)をクランプしてから杭掴み装置10に内蔵されたチャックシリンダにより可動側チャック爪10bを固定側チャック爪10a方向に押動して鋼管杭11の外周を4方向からチャックし、杭圧入引抜シリンダ9,9を駆動して鋼管杭11の地盤への圧入を行い、硬質地盤のため圧入困難となる場合は地盤の状態に応じて鋼管杭11の内方に配備されたオーガモータ13を起動することにより、該オーガモータ13の出力軸13aに固定されたオーガスクリュー14を矢印A方向に回転させて、このオーガスクリュー14の回動を併用して地盤を掘削し、掘削後鋼管杭11の地盤への圧入を行う。
【0024】
そして杭圧入引抜シリンダ9,9のストローク分だけ圧入すると、杭掴み装置10に内蔵されたチャックシリンダを開放し、該チャックシリンダを上昇させて再び前記同様の操作を繰り返して所定の深度まで圧入を行う。
【0025】
上記動作に際して、オーガの回転反力を支持するために、杭掴み装置10と一体に構成されているチャックフレーム23と鋼管杭11の外側面に回転自在に配置されたチャック21をロックピン24により固定する。即ち、ガイドフレーム6側に支持された油圧モータ25を起動することにより、該油圧モータ25の回転トルクがピニオンギヤ26、アイドルギヤ27、チャック旋回用のピニオンギヤ28に伝達され、このピニオンギヤ28に噛合するリングギヤ22を介してチャック21を旋回駆動させてチャックフレーム23とチャック21の位置合わせを行ってからロックピン24を用いて両者を固定する。図9に示したようにロックピン24の一端には操作用リング24aが螺合固定されているので、この操作用リング24aを利用してロックピン24の着脱を行うことができる。
【0026】
鋼管杭11を直線的に圧入する場合には、図10に示したように杭圧入引抜機本体1の進行方向Fに対して、チャックフレーム23の中心位置に突設されたフランジ部30bに開口されたピン挿通孔31にチャック21のピン挿通孔32を合わせてロックピン24を挿入固定する。図中の黒丸はロックピン24の挿入位置を示している。
【0027】
尚、図11,図12,図13に示したように、チャック21を矢印E方向に微小距離回転させて、チャックフレーム23との相対位置関係を変化させて、フランジ部30bに開口されたピン挿通孔31を変更し、ロックピン24の挿入固定位置を微調整することによってチャック21を進行方向Fに対して2°,8°,10°変化させることができる。
【0028】
また、コーナ部等において鋼管杭11を曲線的に圧入する場合には、図14に示したようにチャックフレーム23に突設されたフランジ部30aに開口されたピン挿通孔31にチャック21のピン挿通孔32を合わせてロックピン24を挿入固定する。更に図15,図16,図17に示したように、チャック21を矢印E方向に微小距離回転させて、チャックフレーム23との相対位置関係を変化させて、フランジ部30aに開口されたピン挿通孔31を変更し、ロックピン24の挿入固定位置を微調整することによってチャック21を2°,8°,10°変化させることができる。
【0029】
尚、鋼管杭11の圧入時に反力掴み装置3を支点としてスライドベース4と支持アーム5が上方へ回動し、ガイドフレーム6が後傾するモーメントが生じて、既設の鋼管杭11aの上端面が浮き上がった場合には、ガイドフレーム6の一端が支持アーム5に軸支された傾動シリンダ7の伸縮によって軸受部6aを中心として傾動可能となっているため、該傾動シリンダ7を伸長駆動することによってガイドフレーム6が前傾するモーメントが生じて後傾モーメントを打ち消すことができて、建込用の鋼管杭11の姿勢を垂直に維持することができる。
【0030】
圧入引抜機本体1の転回は、鋼管杭11の圧入工程を一時停止して、杭掴み装置10に内蔵されたチャックシリンダにより鋼管杭11をチャックしたまま反力掴み装置と既設の鋼管杭11a間のクランプを解除し、鋼管杭11を回動中心として圧入引抜機本体1を直角方向に転回してから反力掴み装置3内のクランプシリンダを用いて既設の鋼管杭を強固にクランプして反力を取り、以下同様な操作方法に基づいて新たな建込用の鋼管杭11の圧入を継続することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる鋼管杭圧入引抜機によれば、鋼管杭の内方に配備されたオーガを併用して地盤を継続的に掘削する際に、杭掴み装置と一体に構成されているチャックフレームと鋼管杭の外側面に回転自在に配置されたチャックをロックピンにより固定することによって回転トルクを得る際に発生する反力を強力に支持することができる。特に従来のようにオーガにより発生する反力を杭掴み装置によって受けていないので、オーガの反力の大きさが杭掴み装置の旋回トルク以下に限定されたりオーガの反力に限界が生じることがなくなり、大きなオーガの回転トルクを得ることができる。
【0032】
更にコーナ部等において鋼管杭を曲線的に圧入する場合であっても、チャックフレームに突設されたフランジ部の位置を変更してチャックとの間にロックピンを挿入固定することによって対処可能であり、ロックピンの挿入固定位置を微調整することによってチャックを進行方向に対して所定角度変化させることができる。
【0033】
従って本発明によれば、オーガの回転反力を支持する機構を設けたことによって圧入引抜機自体を大型化することなくオーガの回転トルクを高めることができるので、大きな現場スペースが要求されない上、作業の簡易化と効率アップをはかって施工計画がスムーズに進行可能な鋼管杭圧入引抜機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した鋼管杭圧入引抜機を全体的に示す側面図。
【図2】図1の平面図。
【図3】図1の正面図。
【図4】オーガの回転反力を支持する機構を示す一部破断側面図。
【図5】図4の平面図。
【図6】オーガの回転反力を支持する機構部を拡大して示す平面図。
【図7】図6の側面図。
【図8】図6のA−O−B断面図。
【図9】ロックピンの形状例を示す平面図。
【図10】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図11】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図12】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図13】鋼管杭を直線的に圧入する場合の要部平面図。
【図14】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図15】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図16】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【図17】鋼管杭を曲線的に圧入する場合の要部平面図。
【符号の説明】
1…圧入引抜機本体
2…台座
3…反力掴み装置
4…スライドベース
5…支持アーム
6…ガイドフレーム
6a…軸受部
7…傾動シリンダ
8…昇降体
9…杭圧入引抜シリンダ
10…杭掴み装置
10a…固定側チャック爪
10b…可動側チャック爪
11…鋼管杭
13…オーガモータ
14…オーガスクリュー
21…チャック
22…リングギヤ
23…チャックフレーム
24…ロックピン
25…油圧モータ
26,28…ピニオンギヤ
27…アイドルギヤ
30a,30b,30c…フランジ部
31,32…ピン挿通孔
Claims (2)
- 下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、
鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置し、このチャックを杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームに回動自在に保持させるとともに、該チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行ってから前記チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定することによりオーガの回転反力を支持することを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。 - 下方に反力掴み装置を配設して既設の鋼管杭上に定置される台座と、該台座上にスライド自在に配備されたスライドベースの上方にあって縦軸を中心として回動自在に立設されたガイドフレームと、該ガイドフレームに昇降自在に装着されて杭圧入引抜シリンダが取り付けられた昇降体と、昇降体の下方に配備された旋回自在な杭掴み装置と、圧入する鋼管杭の中に配備されて杭圧入引抜機シリンダと併用して地盤を掘削するオーガを備えた鋼管杭圧入引抜機において、
鋼管杭の外側面に回転自在にチャックを配置し、このチャックの上面にチャック旋回用のリングギヤを固定し、ガイドフレーム側に支持された油圧モータの回転トルクをピニオンギヤ、アイドルギヤ、チャック旋回用のピニオンギヤを介してリングギヤに伝達してチャックを旋回駆動させるとともに、前記チャックフレームに、杭圧入引抜機本体の進行方向を中心として夫々複数個のピン挿通孔が開口された複数個のフランジ部を突設し、鋼管杭を曲線的に圧入する場合には杭掴み装置を旋回させることにより、該杭掴み装置と一体に構成されたチャックフレームのフランジ部のピン挿通孔の何れかとチャックのピン挿通孔の位置合わせを行ってから該チャックフレームとチャックとをロックピンを用いて固定することにより、オーガの回転反力を支持することを特徴とする鋼管杭圧入引抜機。
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